Wasserstoff zur Windenergiespeicherung

Wespe-Elektrolyseur

Wasserstoff als idealer chemischer Energieträger für die Langzeitspeicherung im Strom- und Wärmesektor und für die Verwendung in der Mobilität sowie als Grundstoff für die chemische Industrie hat für das zukünftig verstärkt sektorengekoppelte deutsche Energiesystem eine zentrale Bedeutung.

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Ausbeute um 60 Prozent gesteigert

Cosyma-Versuchscontainer

Im Jahr 2030 soll der Anteil von erneuerbarem Gas im schweizerischen Wärmemarkt dreißig Prozent betragen – heute liegt er bei etwa einem Prozent. Um die bestehenden Rohgasquellen besser nutzen zu können, arbeiten Energie 360° und das Paul Scherrer Institut (PSI) gemeinsam an einer neuen Power-to-Gas-Technologie, die in einer Demonstrationsanlage erprobt wurde.

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Power-to-Gas – Mikroben sollen Kosten senken

Anlage Allendorf
PtG-Anlage in Allendorf (Quelle: Viessmann)

Mikroorganismen sind flexibler als herkömmliche Katalysatoren, und das von ihnen erzeugte Methan ist relativ rein. Zudem sinken die Investitionskosten für Power-to-Gas-Anlagen, wenn Transformatoren und Strom- sowie Gasnetzanschlüsse bereits vorhandener Biogas- und Klärgasanlagen genutzt werden können. Es gibt allerdings noch Forschungsbedarf in diesem Bereich, auch bei der neu gebauten PtG-Anlage von Viessmann, die in Allendorf seit Mitte März 2015 ins öffentliche Gasnetz einspeist.

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Thüga nimmt ITM-Elektrolyseur in Betrieb

ITM-Elektrolyseur
ITM-Elektrolyseur
PtG-Anlage stabilisiert das Stromnetz (Bild: Mainova)

Die Power-to-Gas-Demonstrationsanlage mit dem ersten Elektrolyseur von ITM Power in Deutschland ist wie geplant am 7. Mai 2014 auf dem Gelände der Mainova AG in Frankfurt am Main offiziell in Betrieb genommen worden. Seit dem ersten Spatenstich (s. HZwei-Heft Okt. 2013) vergingen somit rund zehn Monate, in denen der Bau vorangetrieben, die Anlage in die lokale Energielandschaft eingebunden und die technische Abnahme vorgenommen wurde. „Das war eine spannende Zeit

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Windkraft treibt Gasfahrzeuge an

PtG-Audi-Werlte
PtG-Audi-Werlte
Audi startet PtG-Anlage in Werlte (Foto: Audi)

Im niedersächsischen Werlte ist am 26. Juni 2013 eine neue Power-to-Gas-Anlage eingeweiht worden. Die vom Stuttgarter Anlagenbauer Etogas GmbH installierte Fabrik verfügt über eine elektrische Eingangsleistung von 6 Megawatt und ist damit die bisher größte ihrer Art. Jährlich kann sie 3 Mio. Kubikmeter synthetisches Methan erzeugen, nach Angaben des Bauherrn Audi ausreichend Treibstoff für rund 22,5 Mio. Kilometer mit Erdgasfahrzeugen.

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Urzeitbakterie macht Methanisierung wirtschaftlich

Archäa – das Urzeitbakterium (Quelle: Krajete)
Archäa – das Urzeitbakterium (Quelle: Krajete)

Die Energiespeicherung über den Weg der Methanisierung ist auf dem besten Weg, wirtschaftlich zu werden. Dies hat Ende April 2013 die Krajete GmbH, die Mikroorganismen für die CO2-Umwandlung verwendet, gemeldet. Das oberösterreichische Unternehmen hatte zuvor sein viertes Patent auf ein selbst entwickeltes Verfahren zur Methanerzeugung angemeldet, so dass dieses nun „fertig für den Markt“ sei, wie es hieß.

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Hype-Hopping – Grund sind übersteigerte Erwartungen

Wer hätte das gedacht, dass nach dem Elektromobilitäts-Hype so bald gleich der nächste Hype durch die Energiewirtschaft pflügt. Wir waren doch gerade noch dabei, über das Wohl und Wehe der Elektrofahrzeuge zu sinnieren, da geht es quasi schon wieder los. Dieses Mal unter dem Schlagwort „Energiespeicherung“.

Ein untrügliches Zeichen für das Aufflammen einer neuen Euphoriewelle ist stets die Anzahl der Veranstaltungen, die zu einem speziellen Thema abgehalten werden. Zur Jahrtausendwende boomte es hier ganz kräftig bei allem, was mit Brennstoffzellen zu tun hatte, um 2008/2009 waren es die E-Autos mit der Batterietechnik, jetzt ist es die Speicherung von elektrischer Energie – speziell von „grünem“ Strom.

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DWV favorisiert reinen Wasserstoff

Der Deutsche Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verband (DWV) sieht Wasserstoff wieder im Aufwind. Die Energiewende sowie die mit dem Thema Wind-Wasserstoff verbundenen Potentiale hätten das Interesse an diesem Energiespeicher wieder geweckt, hieß es während der Jahrespressekonferenz am 14. Februar 2012 in Berlin. Vorstandsmitglied Dr. Ulrich Schmidtchen räumte zwar ein, dass es in den Jahren 2005/2006 ein „Tal der Tränen“ gegeben habe, aber nun gehe es kontinuierlich bergauf. Demgegenüber steht nach Meinung des DWV-Vorstands dem Batterieauto die Ernüchterungsphase noch bevor.

Wie während der Pressekonferenz deutlich wurde, favorisiert der Verband für Wasserstoff die Rolle des Stromspeichers. Die Einspeisung des Gases ins Erdgasnetz wurde als „zweitschlechteste Alternative“ bezeichnet. „Noch schlechter ist nur die vorherige Methanisierung“, erklärte Schmidtchen. Der aktuelle Vorstandsvorsitzende Dr. Johannes Töpler begründete diese Haltung mit den Wirkungsgradverlusten, die durch eine chemische Reaktion mit Kohlendioxid mit nachfolgender Verteilung über das Gasnetz entstünden. Zu bevorzugen sei die direkte Nutzung des reinen Wasserstoffs zur Strom- und Wärmeerzeugung beziehungsweise zum Einsatz in Brennstoffzellenautos oder in der chemischen Industrie.

Dieser Meinung ist auch Dr. Manfred Waidhas, der als Gastredner eingeladen worden war und über die Elektrolyseurtechnik im Hause Siemens berichtete: „Unsere Elektrolyseure können hinsichtlich ihrer Leistungsauslegung und ihres Betriebsverhaltens der Dynamik jedes Windparks oder Photovoltaik-Feldes folgen.“ Ein erster Demonstrator mit 100 kW soll noch Mitte dieses Jahres an einen Energieversorger ausgeliefert werden. Das Ziel von Siemens sei, etwa 2020 PEM-Elektrolyseure mit 100 MW und mehr für den Kraftwerksektor liefern zu können. Beim Thema Methanisierung gab er zu bedenken, dass für die Sabatier-Reaktion reines CO2 benötigt würde, das zum Teil – je nach Standort – teuer eingekauft werden müsste.

Außerdem stellte Reinhold Wurster der Presse das DWV-Sicherheitskompendium vor (s. HZwei-Heft Jan. 2012) und berichtete von Brandversuchen mit Wasserstoff und Erdgas, die der Automobilhersteller Hyundai im November 2010 durchgeführt hatte. Im Gespräch mit HZwei zeigte sich Wurster durchaus beeindruckt von den Aktivitäten der Süd-Koreaner und sagte, er rechne damit, dass Hyundai als erster Autobauer 1.000 BZ-Fahrzeuge auf die Straße bringen werde. Das könnte schon Ende 2012 der Fall sein.

Letzter Satz im 1. Absatz wurde am 16.02.2012 um 15:50 Uhr geändert. (sg)

Irritation in der Energiebranche

Wir leben heute in einer äußerst verwirrenden Zeit: Der eine sagt hü, der andere hott, erst heißt es so, dann wieder anders. Dies gilt ganz speziell auch für die Energiebranche, wo wir dieser Tage regelmäßig mit neuen Meldungen konfrontiert werden, die alte, lange geltende Wahrheiten konterkarieren, was schon bei manchem Experten zu Verwirrungen geführt hat.

Hiermit ist zunächst natürlich die Abwende von der Energiewende gemeint, also die Wende der Bundesregierung, die in diesem Frühjahr beim Thema Energie auf die Wende vom Herbst 2010 folgte. Die betrifft ja aber mittlerweile nicht mehr allein die Atompolitik, wie es zunächst den Anschein hatte, sondern auch die Förderpolitik (EEG). Denn Mitte Juni hieß es plötzlich seitens der Koalition, die Kürzung in der Photovoltaikförderung werde wieder zurückgenommen. Die Abwende von der Solarunterstützung wurde somit also noch rechtzeitig abgewendet.

Irritationen gibt es aber auch in der Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Branche: So schien es in den vergangenen Monaten, als habe sich das Interesse der Automobilindustrie und auch der Medien ganz der Elektromobilität – insbesondere den Batteriefahrzeugen – zugewandt. Viele Analysten betrachteten diesen Trend als Abwende von der Brennstoffzellentechnik. So hieß es exemplarisch am 16. Juni beim ZDF vom so genannten Autoexperten Frank Schwope von der Norddeutschen Landesbank (NordLB): „Der Brennstoffzelle kommt grundsätzlich keine Bedeutung zu.“ Weiter behauptet Schwope, verschiedene Autobauer hätten sich aus der Entwicklung weitgehend zurückgezogen. Im gleichen Bericht sagt demgegenüber Prof. Dr. Ferdinand Dudenhöffer, ebenfalls Autoexperte, die Batterie und die Brennstoffzelle werden sich ergänzen, „wobei langfristig die Bedeutung der Brennstoffzelle stark steigt.“ Läuft hier nun also gerade eine Hin- oder Abwendung von beziehungsweise zu Brennstoffzellen?

Für weitere Verwirrung sorgt, wenn es einerseits von Daimler heißt, der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur und auch die Kommerzialisierung der BZ-Autos werde vorgezogen (s. HZwei Juli-Heft S. 37), während andererseits von der Clean Energy Partnership offiziell verkündet wird, die H2Mobility-Infrastrukturaktivitäten könnten sich um ein oder zwei Jahre nach hinten verschieben (s. S. 8).

Auch im nicht-automobilen Sektor häufen sich derart widersprüchliche Meldungen: Einerseits scheint niemand mehr Interesse an der MCFC-Technik des HotModuls zu haben (s. S. 5), andererseits überrascht Heliocentris mit der Übernahme der Münchener Firma P21 (s. S. 6). Oder nehmen wir die H2Expo (s. S. 14): Ist es nun positiv zu bewerten, dass dieses Hamburger Branchentreffen nach langer Pause endlich wieder stattgefunden hat? Oder ist es doch eher negativ, dass man sich als Besucher fragen muss, wie der Veranstalter auf 1.000 Teilnehmer kommt, wenn man selbst nur einen Bruchteil davon vor Ort gesehen hat und vor zweieinhalb Jahren nach Veranstalterangaben noch 1.400 Personen vor Ort gewesen sein sollen? Und warum gibt es noch keinen Termin für die nächste H2Expo?

Derartige Signale können verwirren, können aber auch widerspiegeln, dass sich derzeit viel bewegt, dass viel analysiert und viel über neue Wege nachgedacht wird. So wurde beispielsweise noch nie zuvor in der Energiebranche derart offen über innovative Konzepte wie zum Beispiel „Wind-Wasserstoff“ und „Methanisierung“ diskutiert (s. S. 16). Zudem steigen derzeit große Konzerne (wieder) in die Wasserstoff- und Elektromobilitätstechnologie ein (z.B. Bosch & Siemens, s. S. 4, 10, 18) und senden damit deutliche Signale, wohin ihrer Meinung nach die Reise gehen soll.

Fest steht, dass sich trotz derartiger Irritationen bei all diesen Meldungen im Bewusstsein der Akteure und auch der Öffentlichkeit manifestiert, dass Energie in Zukunft eine sehr viel gewichtigere Rolle in der Politik und auch in der Gesellschaft spielen wird. Das hat nicht zuletzt auch der zweite Bericht der Nationalen Plattform Elektromobilität gezeigt (s.S. 28). Etwas Bewegung kann da nur gut tun.

Bürger-Votum über den Einsatz von Wasserstoff

Am Vormittag des 16. Mai 2011, zeitgleich zum Auftritt der Nationalen Plattform Elektromobilität im Bundeskanzleramt, haben 16 Bürgerinnen und Bürger in Berlin ein Votum abgegeben, das ihre Haltung zum Thema Wasserstoff widerspiegelt und darüber hinaus Empfehlungen ausspricht, wie mit der Wasserstofftechnik im Rahmen der Energiewende umgegangen werden sollte. Die Teilnehmer der so genannten Bürgerkonferenz überreichten das 22-seitige Gutachten, in dem die Ergebnisse des mehrwöchigen sozialwissenschaftlichen Projektes zusammengefasst sind, im Bundespresseamt an Dirk Inger vom Bundesverkehrsministerium.

Herausgekommen bei dieser so genannten „Methode der partizipativen Technologiefolgenabschätzung“ ist ein Gutachten aus Sicht des informierten Laien. Als Kernaussage wurde festgehalten, dass „Wasserstoff für die Langzeitspeicherung der saisonal produzierten Energieüberschüsse notwendig ist.“ Zudem stellte die Gruppe fest, dass Wasserstoff aus erneuerbaren Energien erzeugt werden müsse, dies sei eine „Grundbedingung für die Einführung des Wasserstoffautos.“ Weitere Grundbedingungen sind, „dass das Wasserstoffauto für die Mehrheit der Bevölkerung bezahlbar sein wird“ und „dem Autofahrer hinsichtlich Haltung, Wartung und Benutzung keine zusätzlichen Kosten erwachsen.“ Darüber hinaus müssten „weitere neue Antriebskonzepte sowie bestehende Antriebe besser genutzt, weiter optimiert und insgesamt eine nachhaltige Produktion von Autos angestrebt werden.“ Zudem „muss eine flächendeckende Tankstelleninfrastruktur neu aufgebaut werden“, wobei geringe Anteile auch direkt ins bereits bestehende Gasnetz eingespeist werden können. Als weitere Möglichkeit wird auch die Methanisierung (Beimengung von CO2 zu H2 zur CH4-Erzeugung) in Erwägung gezogen. „So stünde ein großes Speichervolumen zur Verfügung, aus dem die Energie unterschiedlichen Nutzungen zugeführt werden kann.“

Ganz wesentlich sei außerdem, mehr Akzeptanz zu schaffen, damit „die Technologieeinführung nicht durch eine Ablehnung (wie z.B. durch Verbraucher bei E10) behindert wird.“ Deswegen müsse „die Bevölkerung über Umweltverträglichkeit, Sicherheit, Handhabung und Kosten informiert und für die Veränderung sensibilisiert“ werden. Politik und Medien dürften die Informationsvermittlung „nicht nur der Automobilindustrie und den Energieversorgern überlassen“. Stattdessen müssten „alle Beteiligten in die Entscheidungsprozesse einbezogen“ werden. Konkret heißt es: „Bürger und Verbraucher haben ein Recht auf Information nach dem Prinzip ‚Klarheit und Wahrheit.’“ In Teilen der Bürgergruppe bestand die Befürchtung, dass es (ähnlich wie bei der Energieversorgung) zu einer Aufteilung der Rohstoff- und Absatzmärkte kommen könnte zu Lasten einer freien Preisbildung. Aus diesem Grund wurde gefordert, „den Einfluss vorhandener staatlicher Regulierungsbehörden zu stärken.“

Das abschließende Votum thematisiert allerdings nicht nur Wasserstoff. Es bezieht auch die aktuelle Energiewende sowie künftige Verkehrskonzepte und die Energieversorgung mit ein, da die Bürgerinnen und Bürger die Begrenzung ihrer Arbeit auf das Wasserstoffauto als „zu eng“ empfunden hatten. Die Gruppe hält „eine schnelle Energiewende für unerlässlich“, damit „der CO2-Ausstoß drastisch verringert werden“ kann. Atomenergie wird von der Gruppe nicht als Option gesehen. Sie erwartet stattdessen Effizienzsteigerungen und Einsparungen im Energiesektor. Im Mobilitätssektor sollen neue politische Rahmenbedingungen für mehr Umweltfreundlichkeit und Sozialverträglichkeit sorgen. Darüber hinaus müsste der öffentliche Verkehr gefördert, gleichzeitig aber der Individualverkehr auf dem Land beibehalten und intelligent miteinander vernetzt werden.

Das Prinzip der Bürgerkonferenz orientiert sich an den Konsensus-Konferenzen aus Dänemark. Hierbei werden zufällig ausgewählte Personen eingeladen, sich umfassend mit einer bestimmten Thematik auseinanderzusetzen und sich dazu eine eigene Meinung zu bilden. Diese vom Unabhängigen Institut für Umweltfragen e.V. (UfU) ergebnisoffen organisierte Bürgerkonferenz trug den Titel „Mobil mit Wasserstoff“ und wurde im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) und der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW) durchgeführt. Das Ziel war, herauszubekommen, welche Forderungen Bürgerinnen und Bürger an eine sozialverträgliche Realisierung einer Wasserstoffwirtschaft im Mobilitätssektor haben.