Ist Wasserstoff das goldene Ei der Energiewende?

Unser Stromnetz steht unter starkem Druck, da sowohl der Verbrauch als auch die dezentrale Erzeugung aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenkollektoren und Windkraftanlagen zunehmen.

Die Überlastung der Netze behindert die Umsetzung der Energiewende. Das nächste Kapitel der Energiewende heißt daher: Energiespeicherung. Ist die grüne Wasserkraft das goldene Ei, nach dem alle suchen? "Wir sehen durchaus das Potenzial", sagt Berend Schols von ProfiNRG. "Gleichzeitig ist der Business Case im Moment noch nicht schlüssig".

Erneuerbare Energie

Jedes Jahr produzieren wir in den Niederlanden mehr Energie in Form von Wind und Sonne. Im Jahr 2020 werden 19 Prozent des niederländischen Stroms aus Windturbinen und Sonnenkollektoren stammen, so die jüngsten Zahlen von Agora Energiewende und Ember. Damit verzeichneten die Niederlande im vergangenen Jahr einen Zuwachs von 40 Prozent und damit den größten Zuwachs an grünem Strom in ganz Europa.

"Solche Berichte klingen hoffnungsvoll, und das sind sie im Kern auch", sagt Berend Schols, Solution Manager Energy Storage & Flexibility bei ProfiNRG. "Doch wir kommen zunehmend in die Phase, in der das Ufer das Schiff zu wenden droht. In der Tat gibt es jetzt zwei große Probleme für erneuerbare Energien: Die Stromnetze füllen sich UND Strom kann nur für kurze Zeiträume effizient gespeichert werden."

Intelligente Netze

Wenn wir als Land aus dem Erdgas aussteigen und kein anderes Gas (wie Wasserstoff) einsetzen wollen, wird der Druck auf das Stromnetz noch viel größer. "Ein Teil dieses Problems kann mit 'intelligenten Netzen' gelöst werden, indem lokal erzeugte Energie auch direkt vor Ort verbraucht wird", erklärte Schols. "Leider ist dies eine Lösung, die aufgrund des Einflusses der Jahreszeiten Grenzen hat. Schließlich kann man nicht das ganze Jahr über mit dem gleichen Ertrag an Solar- und Windenergie rechnen. Außerdem lässt sich Strom nicht über längere Zeiträume speichern, so dass Energiespeicher in Form von grünem Wasserstoff und Batterien boomen werden.

Was ist grüner Wasserstoff?

Mit einem Elektrolyseur, der mit Ökostrom betrieben wird, kann man Wasser (H2O) in Wasserstoffgas (H2) und Sauerstoff (O2) aufspalten. Man lässt den Sauerstoff entweichen und kann das Wasserstoffgas in einem Tank speichern, um es länger aufzubewahren. Dann kann man das Gas entweder verbrennen, wie Erdgas in einem Heizkessel, oder es über eine Brennstoffzelle wieder in Strom umwandeln.

Ein weiteres Potenzial des grünen Wasserstoffs, auch erneuerbarer Wasserstoff genannt, besteht darin, dass man die H-Moleküle beispielsweise mit Stickstoff (N) kombinieren kann, um daraus Ammoniak (NH4) zu gewinnen, das wiederum für die Düngemittelproduktion benötigt wird. Derzeit wird bei der Herstellung von Düngemitteln viel CO2 freigesetzt, da sie mit grauem Wasserstoff aus Erdgas hergestellt werden. Dies führt zu einer enormen Klimabelastung. Mit grünem Wasserstoff wird das CO2 nicht freigesetzt.

Wasserstoff neu?

Grüner Wasserstoff: Wie vielversprechend ist dieser relativ neue Spross des Energiebaums? Schols: "Neu? Komischerweise ist Wasserstoff gar nicht so neu. In Amsterdam gab es bis in die 1960er Jahre Stadtgas, bevor wir massenhaft auf Erdgas umgestiegen sind. Das Schöne am Stadtgas war, dass es bereits zur Hälfte aus Wasserstoff bestand; eigentlich war das Stadtgas seiner Zeit voraus. Aufgrund des Stadtgases haben wir in den Niederlanden viel Erfahrung mit dem Transport von Wasserstoffgas durch Gaspipelines. Er ist also nicht neu. Er rückt jedoch wieder ins Rampenlicht, weil wir nach einer Alternative zu Erdgas suchen, bei der sowohl die Produktion als auch die Verbrennung keine CO2-Emissionen verursachen."

Nicht durchführbar

Kaltherzigkeit gegenüber Wasserstoffgas in Gaspipelines ist also unnötig, meint Schols.

"Wasserstoffgas birgt andere Risiken als Erdgas, ist aber bei richtiger Verwendung nicht gefährlicher. Es entweicht leichter als Erdgas, weil es dünner ist. Es lässt sich auch nicht so leicht durch die Leitungen pumpen, weil die Pumpen zu grob sind. Es steht jedoch außer Frage, dass eine Anpassung des Gasnetzes um ein Vielfaches billiger und schneller sein wird als der Bau aller möglichen neuen Stromanlagen.

Denn, so Schols weiter, die durchschnittliche Fertigstellung einer Hochspannungsleitung dauert 20 Jahre. "Und ich spreche hier nur von einem Projekt. Und wenn man den Energiewert, der jetzt durch eine Gasleitung geht, durch Strom ersetzen will, muss man dafür das Achtfache an Hochspannungsmasten hinzufügen. Das ist natürlich nicht machbar, um erhöhen die Energiewende voranzutreiben und den Druck auf die Netze zu verringern".

Ewiges Talent

Doch es wird auch Kritik laut. So sehen manche den grünen Wasserstoff als ewiges Talent, das sich nie wirklich groß durchsetzen wird. Kurzum, wir brauchen etwas anderes, um die Energiewende mit großen Schritten voranzutreiben. "Es ist gut, grünen Wasserstoff für das zu nutzen, was er gut kann: Er ist CO2-frei, kann lange gespeichert werden, hat eine hohe Energiedichte und ist ein Bindeglied zwischen 'Elektronen und Molekülen'. Damit meine ich, dass mit grüner Energie aus Wind oder Sonne auch ein grünes Gas (die Moleküle) hergestellt werden kann.

Aber es stimmt, dass Wasserstoff aufgrund dieser Eigenschaften nicht die einzige Lösung für die gesamte Energiewende ist. Richtig ist aber, dass Wasserstoff aufgrund seiner Eigenschaften eine einzigartige Nische hat, für die wir keine bessere Alternative haben."

Elektrolyseur

Daher sieht ProfiNRG grünen Wasserstoff als vielversprechende Lösung, zum Beispiel für neue Solarparks, die einen zu geringen Anschluss an das Stromnetz haben werden. "Das wird allmählich zu einer heiklen Angelegenheit, zumal in unserem Land noch viele Solarparks hinzukommen", stellt Schols fest. "Leider ist die Anschaffung eines Elektrolyseurs immer noch sehr teuer. Um das zu kompensieren, muss viel produziert werden, um rentabel zu sein. Glücklicherweise hat ein Elektrolyseur einen Produktionsbereich zwischen 15 und 100 Prozent. Wenn wenig erneuerbare Energie im Netz verfügbar ist, zum Beispiel mitten in der Nacht, kann man ihn mit einer niedrigeren Rate betreiben. Wenn der Tag hell ist, schaltet man den Elektrolyseur auf Maximum. Auf diese Weise tragen wir zur Energiewende bei und die Preise bewegen sich mit der nachhaltigen Energieerzeugung. Für das Ertragsmodell ist das vorteilhaft."

Geschäftsfall

Eine andere Möglichkeit, den Ärger mit dem Netz zu umgehen, ist die Installation von Batterien. Diese können Energie zwischenspeichern, wenn viel Energie erzeugt wird, und sie später ins Netz einspeisen, wenn weniger Ökostrom produziert wird.

Die Batteriewelt, von der Schols spricht, wird kommen, blickt er voraus, zumal sich die Batterietechnologie in rasantem Tempo entwickelt. "Wir warten jetzt auf die ideale Batterie, die erschwinglich ist und gleichzeitig eine große Speicherkapazität hat. Da müssen wir uns noch gedulden, denn die Preise der aktuellen Batterien sind noch zu hoch. Oder man muss als Kunde in dieser Phase bei der Investitionsentscheidung den innovativen Aspekt stark gewichten und gleichzeitig ein gewisses Risiko eingehen. Glücklicherweise sehen wir, dass die Preise für Batterien stark fallen und der Markt sehr in Bewegung ist. Wir bekommen immer mehr Anfragen, neue Energiespeicherlösungen für Solarparks und andere Anwendungen zu entwickeln. Darauf reagieren wir als ProfiNRG ständig mit unserer Erfahrung."

Text: Maarten Nota