Elektrolyse

Auf Lolland entsteht das Wasserstoff-Dorf 2.0

H2 Interaction – Info-Zentrum in Vestenskov
H2 Interaction – Info-Zentrum in Vestenskov

Vestenskov ist eine kleine Gemeinde auf Lolland, Dänemarks viertgrößter Insel. Auf dem äußerst ebenen Eiland, der so genannten „Pfannkuchen-Insel“ (pancake island), gibt es reichlich Wind. Da ist es nur logisch, dass nahe dem Küstenstreifen ein großer Offshore-Windpark steht, der so viel elektrische Energie ins Stromnetz speist, dass die rund 70.000 Insulaner damit 50 Prozent ihres Strombedarfs decken können. Zur Abdeckung der restlichen 50 Prozent, und weil der Windstrom nicht gespeichert wird, sind die Inselanwohner auf fossile Energien angewiesen. So war es jedenfalls bis 2006. Damals startete ein sechsjähriges Projekt zur Speicherung der Windenergie in Wasserstoff. Vestenskov wurde zum Wasserstoff-Dorf. Und weil es so gut lief, folgt jetzt Vestenskov 2.0.

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Energiespeicherung von B wie Bio bis W wie Wind

Konzept zur Energiespeicherung per Windstrom-Elektrolyse in Herten (Quelle: Evonik Industries)
Konzept zur Energiespeicherung per Windstrom-Elektrolyse in Herten (Quelle: Evonik Industries)

Der neue Hype heißt „Energiespeicherung“, das haben wir bereits Anfang des Jahres in der HZwei ausführlich dokumentiert. Dementsprechend sind auch in den ersten Monaten des neuen Jahres etliche weitere Studien herausgekommen (s. April-Heft S. 14 & 16) und neue Demonstrationsvorhaben rund um das Thema „Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien mit Hilfe von Wasserstoff“ gestartet worden. Mittlerweile gibt es sogar einen eigens gegründeten Verband (BVES). Auch bei den Branchentreffs in Hamburg und Stuttgart gewinnt Energiespeicherung an Bedeutung (s. u.). Wind-Wasserstoff spielt dabei nach wie vor eine wichtige Rolle. Neu ins Gespräch gekommen ist jetzt zusätzlich auch Bio-Wasserstoff, wobei jedoch noch unklar ist, wie groß dafür das Potential ist.

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GRHYD soll Atomstrom in Frankreich ersetzen

AKW Fessenheim, Quelle: Florival fr

In Frankreich stehen grundlegende Veränderungen im Energiesektor an: Das bis dato als ausgewiesen atomfreundlich geltende Land plant, den Anteil der Nuklearenergie an der Stromerzeugung bis zum Jahr 2025 um ein Drittel zu reduzieren – anstelle von 75 % soll er dann 50 % betragen. Dementsprechend erklärte François Hollande im September 2012, das AKW in Fessenheim unweit der deutschen Grenze (Elsass) solle 2016 als eines der ersten Kraftwerke abgeschaltet werden. Als Ersatz sollen erneuerbare Energien herangezogen werden.

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Enertrag startet Elektrolyseur-Produktion

Drei 2-MW-Elektrolyse-Stacks bei Enertrag HyTec, Quelle: Enertrag

Aus der Not heraus, weil es keine geeigneten Elektrolyseure gab, widmete sich der Windkraftprojektierer Enertrag selbst dem Thema Elektrolyse und baute zunächst einen atmosphärischen Prototyp mit 600 kW und einer Kapazität von 120 Normkubikmeter Wasserstoff pro Stunde. Im Jahr 2010 gründete das Prenzlauer Unternehmen dafür eine eigene Tochterfirma, die Enertrag HyTec GmbH, die mittlerweile mit der Vorserienproduktion startete. Ende November 2012 meldete das Unternehmen von Gut Dauerthal, dass bereits drei 2-MW-Elektrolyseure an die ersten Kunden ausgeliefert sind.

Peter Sauber feiert Firmenjubiläum

Der diesjährigen f-cell geht ein besonderes Jubiläum voraus: Im Juli 2011 feiert der Organisator Peter Sauber sein 25-jähriges Firmenbestehen. Seit einem Viertel Jahrhundert ist der Schwabe mittlerweile selbständig, und es steht gut um sein Unternehmen: Vor fünf Jahren gründete er eine GmbH, vor zweieinhalb Jahren bezog er neue Geschäftsräume in Stuttgart-Vaihingen nahe der Universität. Während der diesjährigen f-cell, die am 26. und 27. September in Stuttgart stattfindet, stehen dann für Peter Sauber wieder in bewährter Manier die Aussteller, Referenten und Besucher im Mittelpunkt des Interesses.

In diesem Jahr erwartet die Peter Sauber Agentur Messen und Kongresse GmbH, die das 11. Brennstoffzellen-Symposium wieder gemeinsam mit der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (WRS) veranstaltet, wieder 800 Teilnehmer. Im Haus der Wirtschaft werden etwa 50 Aussteller ihre Produkte und Dienstleistungen präsentieren. Rund 70 Referenten berichten dann in zwölf Foren über neuste Entwicklungen aus den Bereichen Wasserstoff, Brennstoffzellen und Elektromobilität. Von besonderem Interesse dürfte auf dem Kongress der Vortrag von Prof. Bernd Höhlein von der EnergieAgentur.NRW sein. Er wird auf Kosten, die in Verbindung mit der Nutzung von Wasserstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen anfallen, eingehen. Außerdem will Dr. Manfred Waidhas die Pläne von Siemens zur großtechnischen Erzeugung von Wasserstoff mittels Elektrolyse vorstellen: „Wasserstoff ist das einzige Energiespeichermedium, das auch bei Energie mit einer Leistung von über zehn Gigawattstunden noch funktioniert.“ Der Deutsche Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verband e.V. (DWV) und die Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH (LBST) werden in ihren Vorträgen das DWV-Wasserstoff-Sicherheits-Kompendium vorstellen und Dr. René Zimmer die Ergebnisse der HyTrust-Bürgerkonferenz.

Aus dem Ausland wird unter anderem Dr. Alan Lloyd, Präsident des International Council on Clean Transportation, aus San Francisco ins Haus der Wirtschaft kommen und über dortige Mobilitätskonzepte berichten. Aus Japan wird Prof. Masahiro Watanabe von der Universität Yamanashi, Kofu, mit dabei sein. Auch aus China, Kanada, Skandinavien sowie Südafrika werden Referenten berichten. Über die neue Ausrichtung der Landespolitik wird Franz Untersteller, Baden Württembergs Minister für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft, Bericht erstatten. Es ist das erste Mal, dass ein Grünen-Politiker dieses Ressort leitet und auf der f-cell vorstellig wird.

Das diesjährige Motto lautet: „Mobile Anwendungen – Brennstoffzellen und Batterien bewegen die Zukunft.“ Dazu erklärte WRS-Geschäftsführer Dr. Walter Rogg: „Autohersteller setzen heute gleichermaßen auf batterie-elektrische Antriebe, Brennstoffzellen und Hybride. In Fortsetzung der Modellregion Elektromobilität des Bundes will die Region Stuttgart auch künftig eine wichtige Rolle bei den neuen Antrieben spielen.“ Neben Berlin und Ulm will somit auch Stuttgart ein NPE-Schaufenster werden. Peter Sauber ergänzte: „Schon bald sollen Wasserstoffautos auf unseren Straßen fahren, das geht nur, wenn es bis dahin auch die entsprechenden Tankstellen gibt. Der Wasserstoffherstellung und -infrastruktur ist daher ein eigenes Themenforum auf der f-cell gewidmet.“ Es kann also damit gerechnet werden, dass einer der Mitverantwortlichen über erste Details bezüglich des von Daimler und Linde kürzlich angekündigten Aufbaus von 20 neuen H2-Stationen berichten wird.

Darüber hinaus wird es natürlich auch in diesem Jahr wieder am ersten Veranstaltungstag eine Abendveranstaltung geben, während der die f-cell awards verliehen werden, sowie Exkursionen und Ride&Drive-Möglichkeiten.

Wasserstoff nachhaltig erzeugen

Die Sonne ist die größte und ergiebigste Energiequelle, die der Menschheit aus heutiger Sicht zur Verfügung steht. Selbst aus 150 Mio. Kilometern Entfernung liefert sie ohne Unterlass die 15.000-fache Menge des täglichen Primärenergiebedarfs der gesamten Erdbevölkerung. Wird ein Teil dieser Solarenergie zur Erzeugung von Wasserstoff verwendet und dieser dann zur weiteren Nutzung zwischengespeichert und verteilt, spricht man von der solaren Wasserstoffwirtschaft. Aber ist dies so überhaupt realisierbar oder ist das alles eine Utopie?
Dass dem Wasserstoff beim Thema Energie in den kommenden Jahren eine zunehmende Bedeutung beigemessen werden muss, ist mittlerweile kaum noch zu übersehen, auch wenn die Entwicklung nicht ganz so rasch voranschreitet, wie noch vor einigen Jahren prognostiziert. Ebenso wahrscheinlich ist, dass Solarenergie zukünftig einen nennenswerten Anteil an der Energieversorgung übernehmen wird. Warum also nicht beides miteinander kombinieren?
Ein erstes dementsprechendes Konzept hatte seine Ursprünge in den 1950er Jahren. Auch das Ludwig-Bölkow-Systemtechnik-Institut sowie der Club of Rome verfolgten bereits vor etlichen Jahren Überlegungen, im Sonnengürtel der Erde (z. B. Sahara) große Solaranlagen einzusetzen und den dort erzeugten Strom nach Europa zu transportieren – wahlweise per Stromleitung oder in Form von Wasserstoff. Seit Mitte 2009 gibt es ein Konsortium aus zahlreichen großen, vornehmlich deutschen Unternehmen, die diese Grundidee in die Realität umwandeln wollen: Desertec soll Energie von Afrika nach Europa bringen. Wasserstoff als Energiespeicher kommt hierbei allerdings nicht mehr vor.
Sinn macht ein Solar-Wasserstoff-System nur dann, wenn wirklich keine fossilen Energieträger benutzt werden, die die Umwelt- und Schadstoffbilanz negativ ausfallen lassen würden. Stattdessen muss die nicht-fossile Primärenergie (Sonnenenergie) zunächst in Sekundärenergie (Strom) umgewandelt werden, damit anschließend mithilfe dieser Energie Wasserstoff erzeugt werden kann. Dies erfolgt in der Regel per Elektrolyse. Der Wasserstoff steht dann als Sekundärenergieträger zur Verfügung, der entweder direkt genutzt oder über weite Strecken transportiert werden kann. Anstelle der Sonnenenergie kann selbstverständlich auch jede andere erneuerbare Energiequelle genutzt werden wie beispielsweise Windenergie (s. HZwei-Heft Okt. 2010), Wasserkraft, Erdwärme oder Bioenergie.
Eine reale Beispielanlage, die nicht Sonnenenergie, sondern Wasserkraft verwendet, steht in British Columbia in dem kleinen Örtchen Bella Coola. Nahe dem westkanadischen Dorf befindet sich ein Wasserkraftwerk. Ein Teil des dort anfallenden Stroms wird für die Elektrolyse genutzt. Der in diesem so genannten Hydrogen-Assisted-Renewable-Power-System (HARP) erzeugte Wasserstoff wird gespeichert oder zum Betrieb einer Brennstoffzelle genutzt. Der in der Brennstoffzelle erzeugte Strom wird dann bei Bedarf in das autark arbeitende, kommunale Netz eingespeist, wodurch die 1.900 Einwohner zählende Gemeinde jährlich etwa 200.000 Liter Diesel einsparen kann. Bevor HARP jedoch richtig in Betrieb geht, ist ein Testlauf vorgesehen. Der Projektleiter Allan Grant erklärte: „Dieser Feldversuch wird letztlich nicht nur zu einer Optimierung unseres Systems führen, sondern uns auch Informationen darüber geben können, in welchen Bereichen derartige Systeme überhaupt sinnvoll sind.“

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