Die Energie von morgen ist Wasser!

Jules Verne, 1870

Wasserstoffregion Bodensee

Einstieg in die
Wasserstoffwirtschaft

Wasserstoff Projekt-Studie

„Das Wasser ist die Kohle der Zukunft. Die Energie von morgen ist Wasser, das durch elektrischen Strom zerlegt worden ist. Die so zerlegten Elemente des Wassers, Wasserstoff und Sauerstoff, werden auf unabsehbare Zeit hinaus die Energieversorgung der Erde sichern.“
Jules Verne (Die geheimnisvolle Insel, 1870)

„In jedem Tropfen guten Quellwassers sind mehr Kräfte vorhanden, als ein mittleres Kraftwerk der Gegenwart zu erzeugen vermag.“
Viktor Schauberger (Unsere sinnlose Arbeit, 1933)

Die Projekt vorbereitende Studie zur „Erzeugung von 100% regenerativen Wasserstoffs aus Biomasse und Solarenergie und dessen Distribution“ wurde vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg gefördert:

Regenerativ erzeugter Wasserstoff aus Biomasse und Solarenergie und dessen Verteilung

Da sich die energie- und geopolitische Lage weiter verschärft, brauchen wir für die Energiesicherheit in D.A.CH bzw. Europa eine dritte Bezugsquelle, neben russischem Pipelinegas und amerikanischem Fracking LNG. Und da kommt dem regenerativ erzeugtem Wasserstoff aus den skandinavischen Ländern eine entscheidende Rolle zu. Dort werden riesige Kapazitäten von z.B. Wasserkraftwerken nicht genutzt, da der Strom physikalisch nicht nach Europa gebracht werden kann, weil keine entsprechenden Leitungen vorhanden sind – also dasselbe Problem, wie von Norddeutschland nach Süddeutschland. Man könnte große regenerative Kapazitäten nutzen und da die Anlagen schon vorhanden sind, wird der Bezugspreis sehr gering sein. Über Elektrolyse würde demnach aus dem noch nicht genutzten Strom Wasserstoff erzeugt werden. Dieser muss dann nur noch nach (Süd-)Europa gebracht werden. Dafür eignet sich das LOHC Verfahren (Liquid Organic Hydrogen Carrier). Dabei wird Wasserstoff in einfaches Thermo-Öl gelöst, das herkömmlich als Wärmeträger genutzt wird, und bei diesem Hydrier-Vorgang wird sogar noch Wärme frei. In Thermo-Öl gelöst ist es dann auch kein Gefahrengut mehr, selbst mit einem Feuerzeug lässt sich das Wasserstoffgesättigte Öl nicht entzünden. Hierher verschifft bzw. per Zug kann es dann an den vielen Biogasanlagen wieder gelöst werden, da dort ohnehin sehr häufig ungenutzte Abwärme vorhanden ist. Für diesen Dehydrier-Vorgang muss anders als beim Hydrier-Vorgang Wärme hinzugefügt werden. Danach kann man den Wasserstoff gasförmig an die umliegenden Tankstellen und Abnehmer bringen, da gasförmiger Wasserstofftransport nur für kurze Strecken geeignet ist. Das LOHC Verfahren wurde am Fraunhofer Institut entwickelt.

An der Studie nahmen der Verband für Energiehandel Südwest-Mitte (VEH), Clean Energy, Hydrogen Engineering Technology (HyEnTec) und Siemens teil. Dabei wurden konkret drei Biogasanlagen hinsichtlich der Erzeugung von Wasserstoff mittels Elektrolyse durch regenerativen Strom (Biogas-Blockheizkraftwerk und Photovoltaik) untersucht. Die vielen Biogasanlagen rund um den Bodensee könnten ein dezentrales Wasserstoff-Versorgungsnetz bilden und hätten dadurch wieder eine wirtschaftliche Perspektive. Kombiniert mit dem lokal erzeugten günstigeren Photovoltaikstrom ist eine kontinuierliche und wirtschaftliche Produktion von 100% regenerativem Wasserstoff möglich. Hauptaufgabe der Biogasanlagen würde also zukünftig die lokale Wasserstoffproduktion sein, jedoch wäre die Stabilisierung des Stromnetzes im Bedarfsfall immer noch möglich und die Einbindung des Biogas-Stroms als Regelenergie dann auch wirtschaftlich.

Als nicht Kohlenstoff basierter Energieträger wird Wasserstoff bei der in Paris beschlossenen „Dekarbonisierung“ der weltweiten Energieversorgung eine entscheidende Rolle einnehmen!

Mit dem Einstieg in die Wasserstoffwirtschaft wäre die gesamte Bodenseeregion als „Wasserstoff-Region“ prädestiniert für die Umsetzung von beispielgebenden Anwendungen zu Lande (H2-Zug, -Bus, -Lkw, -Pkw), zu Wasser (H2-Schiff) und in der Luft (H2-Zeppelin).

E-Fuel Methanol

Bildquelle: Vitesco Technologies

„E-Fuels“ sind synthetische Kraftstoffe aus erneuerbarer elektrischer Energie zur Substitution fossiler („schwarzer“) Kraftstoffe. Diese „grünen“ Treibstoffe speichern erneuerbare Überschussströme in Form von „chemischer Energie“ und machen erneuerbare elektrische Energie somit transportabel (Power-to-Liquid, PtL). Mit der Produktion von „grünem Methanol“ aus Wasserstoff und CO2 wird die Erzeugung erneuerbarer Energien vom Stromnetz entkoppelt. Die Anwendung von Methanol mit der Summenformel CH4O wird auch als C1-Chemie bezeichnet, da Methanol mit nur einem Kohlenstoffatom auskommt, um vier Wasserstoffatome zu binden. Methanol stellt somit einen flüssigen Wasserstoffträger bzw. -speicher dar. Wenn dieser Kohlenstoff dann aus einer C-Kreislaufwirtschaft stammt, kann von einer CO2-Neutralität gesprochen werden. Methanol, auch als Methylalkohol bekannt, gehört zur Stoffgruppe der Alkohole und ist unter normalen Randbedingungen eine leicht flüchtige, klare, farblose und entzündliche Flüssigkeit mit alkoholischem Geruch. Es kann in jedem Verhältnis mit Wasser gemischt werden und hat eine gute biologische Abbaubarkeit durch boden- und wassergebundene Mikroorganismen, was einem Einsatz in der hochsensiblen Bodenseeregion zugute kommt.

Selbst wenn zukünftig alle Neufahrzeuge mit batterieelektrischen Antrieben auf den Markt kommen sollten, brauchen wir für eine nachhaltige Verkehrswende den Einsatz von regenerativen synthetischen Kraftstoffen für die große Anzahl an bestehenden Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren. Daher kommt dem „grünen Methanol“ eine Schlüsselfunktion für die Energie- und Verkehrswende zu, da es als Mischung (Blend) mit konventionellen Treibstoffen (M3, M15, M50, M85), als reines Methanol (M100) oder in Form seiner Folgeprodukte (Dimethylether DME, Oxymethylenether OME, Benzin, Diesel) zur Anwendung kommen kann. Ein weiteres Einsatzgebiet von grünem Methanol findet sich im Bereich der Brennstoffzellentechnologie, somit hat grünes Methanol auch das Potential als Kraftstoff für elektromobile Neufahrzeuge. Die Kopplung von Batterie und Brennstoffzelle macht konventionelle Reichweiten möglich und mit grünem Methanol als Wasserstoff- bzw. Energieträger könnte sogar die bestehende Tankstelleninfrastruktur erhalten bleiben.

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